EP0912357A1 - Zwangsentlüftung für kraftfahrzeuge - Google Patents

Zwangsentlüftung für kraftfahrzeuge

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EP0912357A1
EP0912357A1 EP97939996A EP97939996A EP0912357A1 EP 0912357 A1 EP0912357 A1 EP 0912357A1 EP 97939996 A EP97939996 A EP 97939996A EP 97939996 A EP97939996 A EP 97939996A EP 0912357 A1 EP0912357 A1 EP 0912357A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
frame
ventilation flap
ventilation
flap
opening
Prior art date
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Granted
Application number
EP97939996A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0912357B1 (de
Inventor
Michael Dietz
Hildebrand Thorsten
Joachim Heidel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wegu Gummi und Kunststoffwerke Walter Draebing KG
Original Assignee
Wegu Gummi und Kunststoffwerke Walter Draebing KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wegu Gummi und Kunststoffwerke Walter Draebing KG filed Critical Wegu Gummi und Kunststoffwerke Walter Draebing KG
Publication of EP0912357A1 publication Critical patent/EP0912357A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0912357B1 publication Critical patent/EP0912357B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/24—Devices purely for ventilating or where the heating or cooling is irrelevant
    • B60H1/248—Air-extractors, air-evacuation from the vehicle interior
    • B60H1/249—Air-extractors, air-evacuation from the vehicle interior using one-way valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0081—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor of objects with parts connected by a thin section, e.g. hinge, tear line
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/16—Making multilayered or multicoloured articles
    • B29C45/1676—Making multilayered or multicoloured articles using a soft material and a rigid material, e.g. making articles with a sealing part
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/164—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags combined with vehicle venting means for reducing or avoiding the passenger compartment overpressure during inflation

Definitions

  • the invention relates to a forced ventilation for pressure equalization between the interior and the surroundings of a motor vehicle, with an opening-defining frame made of a hard plastic and a flat ventilation flap attached to the frame made of an elastomeric material, an elastic restoring force opening the ventilation flap counteracts from a closed position in which the ventilation flap abuts the frame and closes the opening in the frame.
  • the frame is arranged in an opening in the body, a circumferential sealing lip generally ensuring a tight connection of the frame to the body.
  • forced ventilation ensures that pressure equalization takes place between the interior and the surroundings of the motor vehicle, so that fresh air can be introduced into the motor vehicle at all through the ventilation or the running fan, and the door is not closed by the counterpressure is hindered in the motor vehicle and no explosive pressure peaks occur when the airbag is inflated explosively.
  • a known forced ventilation of the type described at the outset has three components which are initially manufactured separately from one another and then assembled before they are installed together on the motor vehicle. These are the frame made of hard plastic, the ventilation flap made of the elastomer material and a seal made of a foam.
  • the fastening of the ventilation flap and the seal to the frame is complex and error-prone because precisely defined conditions must be observed so that the ventilation flap is subjected to a small but defined restoring force in its closed position closing the opening in the frame.
  • This restoring force is important so that no exhaust gases or unwanted cold air penetrate into the interior of the motor vehicle via the forced ventilation. This applies in particular to a stationary motor vehicle if there is no ventilation of the interior due to the travel movement. At the same time, however, the restoring force must not be too great so that it does not hinder the desired pressure equalization between the interior and the surroundings of the motor vehicle.
  • a circumferential sealing lip made of an elastomer material is on the opposite side of the ventilation flap injected side on the frame. This eliminates the assembly effort for the seal. The more difficult assembly of the ventilation flap must, however, still be carried out in a separate step after its manufacture.
  • the invention has for its object to show a forced ventilation of the type described above, which can be manufactured ready for installation for installation in the motor vehicle with particularly little effort.
  • this object is achieved in that the ventilation flap is molded onto the frame.
  • the fact that the resulting simple and inexpensive design of the forced ventilation is possible at all surprises the person skilled in the art, because the ventilation flap rests on the frame in its closed position and therefore cannot be molded onto the frame in the closed position.
  • the injection of the ventilation flap on the frame in an open position leads to difficulties with regard to the desired elastic restoring force which the ventilation flap should apply in its closed position, because normally an elastic restoring force would have to be overcome in order for the ventilation flap molded onto the frame in its open position into its own Bring closed position. This elastic restoring force would act in exactly the opposite direction as is actually desired.
  • An elastic restoring force is always to be understood as a spring force that originates from the elastomer material from which the ventilation flap is also formed. This spring force does not have to increase linearly with increasing opening, but it usually shows an increase with increasing opening of the ventilation flap.
  • the ventilation flap preferably has a parallel to the Contact area with the frame extending groove that extends across the entire width of the ventilation flap.
  • This groove defines a hinged joint around which the ventilation flap opens when it is folded down.
  • the thickness of the ventilation flap is 1.0 to 2.5 mm, i.e. H. preferably 1.5 to 2 mm. This thickness is sufficient so that the ventilation flap does not significantly deform itself when it is opened, but rather opens up around the folding axis.
  • the remaining thickness of the ventilation flap at the base of the groove is preferably 0.3 to 0.8 mm and is therefore comparatively small, so that the deformation of the elastomer material at the base of the groove requires much lower forces than in the surface of the ventilation flap. This also promotes opening of the ventilation flap about the folding axis in relation to deformation of the ventilation flap.
  • the ventilation flap is tilted from the vertical by 5 to 20 ° in the closed position and, depending on the contact area on the frame, rests on struts which divide the opening as components of the frame.
  • the ventilation flap is also pressed into the closed position by the weight acting around its folding axis.
  • the support of the ventilation flap on the struts ensures that the air flap is not pressed towards the interior of the motor vehicle, ie against its intended opening direction, through the opening in the frame when air blasts act from outside. Otherwise, can the struts also ensure that no animals can enter the interior of the motor vehicle through the forced ventilation, even if they are able to lift the ventilation flap.
  • the ventilation flap is tilted in relation to the vertical in its closed position and requires correspondingly tilted contact surfaces, it may make sense for manufacturing reasons that the frame has an opening in the area of at least one latching lug serving to anchor the frame to the body of the motor vehicle, which is not covered by the ventilation flap in its closed position.
  • the new forced ventilation it is then intended to permanently seal this opening with a hood made of the elastomer material and molded onto the frame in one piece with the ventilation flap. Sealing is therefore reliable and possible after the tool has been set up once without additional effort.
  • a sealing lip that surrounds the opening and is oriented axially to the opening is molded onto the frame on the side opposite the ventilation flap, there are advantages if the cross section of the sealing lip moves away from the frame, but only on that Tapered opening facing side of sealing lip.
  • the cross section of the sealing lip protruding from the frame is thus delimited on the outside by a line running perpendicular to the frame, while the inner delimitation line slopes outwards.
  • the inner boundary line can be provided in the form of a curve, that is to say in the form of a circular arc, with an inclination that increases upwards relative to the frame.
  • This design of the sealing lip has the advantage that the sealing lip, when pressed in its main direction of extension, bends outward to a small extent in a defined manner on a surface running perpendicular to the pressing direction, and by means of this defined deformation both provides a reliable seal and also the frame with a defined one Force pushes against the stop, the frame side are typically provided on locking lugs.
  • a method for producing the new forced ventilation is characterized according to the invention in that the ventilation flap is molded onto the frame in an open position, the elastomer material being pressed from the free end of the ventilation flap into a contact area with the frame.
  • the direction of injection of the ventilation flap from its free end is significant in order to obtain a flat ventilation flap.
  • the cross section of the barrier is preferably delimited with an edge and in particular rectangular or trapezoidal. Even with a rectangular barrier, the cross-section of the groove in the ventilation flap that can be attributed to the barrier is trapezoidal when the groove is viewed in the closed position of the ventilation flap, since a rectangular barrier is also only for the open position, in which the ventilation flap is molded onto the frame , gives a groove with a rectangular cross section.
  • the frame is injected in the first caliber of an injection mold with two calibres. Then the frame is converted into the second caliber and then the ventilation flap in the second caliber is molded onto the frame.
  • a wedge-shaped partition plate is provided in the closed tool between the frame and the free space for the ventilation flap.
  • the frame is arranged below this partition plate, insofar as it is later covered by the ventilation flap.
  • the ventilation flap is created above the partition by pressing elastomer material into the free space.
  • the wedge-shaped partition plate typically has an opening angle of 20 ° . This corresponds to the angle by which the ventilation flap is acted upon in its closed position by the specifically built-up anisotropy forces in the elastomer material after removal from the tool.
  • a sealing lip provided on the side of the frame opposite the ventilation flap is injection molded onto the frame simultaneously with the ventilation flap, i. H. preferably in the second caliber of the tool already mentioned.
  • Figure 1 shows the forced ventilation in a view from the front, d. H. from outside the motor vehicle
  • FIG. 2 shows a side view of the forced ventilation
  • FIG. 3 shows a vertical section through the ventilation flap according to FIGS. 1 and 2 inserted into a vehicle wall
  • FIG. 4 shows a section through a groove in a ventilation flap of the forced ventilation according to FIGS. 1 to 3,
  • FIG. 5 shows a view corresponding to FIG. 1 of the ventilation flap shown separately here
  • Figure 6 shows a section through a detail of the forced ventilation according to Figures 1 to 5 and
  • FIGS. 1 to 6 shows a tool for injection molding the ventilation flap onto the frame of the forced ventilation according to FIGS. 1 to 6.
  • the forced ventilation 1 shown in FIG. 1 has a frame 2 which delimits an opening 3.
  • the opening 3 is divided by two vertical struts 4 and a horizontal strut 5.
  • the struts 4 and 5 are injection-molded in one piece with the frame 2 from a hard plastic. This hard plastic also forms an arcuate and canopy-like projection 6.
  • a ventilation flap 7 is provided below the projection 6 and closes the opening 3 in the closed position shown.
  • the ventilation flap 7 consists of an elastomer material and is molded onto the frame 2, a contact area 8 being formed. The ventilation flap 7 hangs down from the contact area 8 and lies on the struts 4 and 5 and on contact surfaces 9 on the frame 2.
  • a groove 10 is provided in the ventilation flap 7, which weakens the ventilation flap 7 and thus defines a folding axis for opening the ventilation flap from its illustrated closed position into different open positions.
  • the elastomer material molded onto the frame 2 forms two hoods 11, which are described in more detail in connection with FIG.
  • FIG. 2 shows the forced ventilation 1 according to FIG. 1 in a side view.
  • the arrangement of a circumferential sealing lip 12 on the rear side of the frame 2 facing away from the ventilation flap 7 can be seen.
  • locking lugs 13 can be seen, which serve to anchor the forced ventilation 1 in an opening in a body wall, not shown in FIG. 2.
  • the cross-sectional shape of the sealing lip 12 shown plays a special role in this anchoring.
  • the cross section of the sealing lip 12 increases with increasing distance Frame 2, but only on the inside, while the outside is straight and limited to frame 2. This leads to a targeted deformation of the sealing lip 12, as can be seen in FIG. 3, which shows a vertical section through the forced ventilation 1 installed in a body wall 14.
  • the sealing lip 2 is deformed by bending outwards. This direction of bending brings about a complete tightness between the frame 2 and the body wall 14 when pressurized in the direction in which the ventilation flap 7 is also held in its closed position by a pressure difference. When pressure is applied in the opposite direction, the tightness between the frame 2 and the body wall 14 is irrelevant, since the ventilation flap 7 then immediately moves to the open position about the folding axis defined by the groove 10. Back into the closed position shown, the ventilation flap 7 is acted upon both by an elastic restoring force of the elastomer material forming the ventilation flap 7 and by its weight force acting around the folding axis. To utilize the weight, the ventilation flap 7 is tilted from the vertical by a tilt angle 15 of 14 * in its closed position, whereby it rests on the struts 4 and 5 and on the contact surfaces 9 on the frame 2.
  • Figure 4 shows the groove 10 in the ventilation flap 4 in an enlarged section.
  • the ventilation flap 7 is just under 2 mm thick and the groove is a good 1.5 mm deep, so that a residual thickness of the ventilation flap 7 of about 0.5 mm remains at the bottom of the groove.
  • the groove 10 has a trapezoidal cross section when the ventilation flap 7 is in its closed position. When the ventilation flap 7 is opened, the groove 10 first deforms into a rectangle and then again approximately into a trapezoid, in which, however, in contrast to FIG. 4, the base is at the bottom.
  • FIG. 5 shows a plan view of the ventilation flap 7, which is already part of Figure 1.
  • additional Streaks 16 are drawn in, which emanate from a gating point 17 in a wave-like manner and, like the gating point on the elastomer material of the ventilation flap 7, are actually visible.
  • the streaks 16 show that the ventilation flap 7 is sprayed starting from the injection point 17 arranged at the free end of the ventilation flap 7.
  • the elastomer material was pressed through the area of the groove 10 into the contact area 8. Spraying the ventilation flap 7 from its free end is a prerequisite for the finished ventilation flap 7 to be as flat as possible.
  • FIG. 6 explains the function of the hoods 11 made of the elastomer material already mentioned.
  • the hoods 11 cover openings 18 in the frame 2 in the area of the upper locking lugs 13.
  • the openings 18 are required so that the locking lugs 13 can deflect freely.
  • a projection of the injection mold fills the openings 18 and the free space 19 located above them in order to provide the contact surfaces for the elastomer material for forming the hood 11.
  • FIG. 7 shows the second caliber of an injection mold 20.
  • the frame 2 is injection molded from the hard plastic.
  • the ventilation flap 7 is injected together with the hoods 11 (not visible here) and the sealing lip 12 onto the frame 2.
  • the injection mold 20 consists of a two-part lower mold 21, 22 in order to facilitate the removal of the finished forced ventilation from the injection mold 20 by moving the parts 21 and 22 relative to each other.
  • Two spray channels 24 and 25 are provided in an upper mold 23.
  • the injection channel 24 leads to the injection point 17 according to FIG. 5, the injection channel 25 to an injection point 26 for the sealing lip 12.
  • a wedge-shaped separating plate 27 is provided between the lower mold and the upper mold and has an opening angle 28 of approximately 20 ".
  • the separating plate 27 separates the frame 2 outside the contact area 8 of the ventilation flap 7 to prevent an undesired connection of the ventilation flap 7 to the frame 2.
  • the ventilation flap 7 is in an open position when it is molded onto the frame 2, the choice of the injection point 17 and a barrier 29 on the upper mold 23 specifically cause anisotropy in the elastomer material molded onto the ventilation flap 7, so that it cools down of the elastomer material a restoring force arises, which transfers the ventilation flap 7 into its closed position even without considering its weight.
  • the barrier 29 is edged and has a rectangular or trapezoidal cross-section, the base of the trapezium facing away from the ventilation flap 7.
  • the groove 10 in the ventilation flap 7 results from the barrier 29.
  • Suitable materials for the hard plastic of the frame are polyethylene or polypropylene.
  • the elastomer material for the ventilation flap 7 is a thermoplastic elastomer material, ie a so-called TPE (thermoplastic elastomer). Specifically, it can be an EPDM elastomer or a rubber.

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Description

Zwangsentlüftung für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine Zwangsentlüftung für den Druckausgleich zwischen dem Innenraum und der Umgebung eines Kraftfahrzeugs, mit einem eine Öffnung begrenzenden Rahmen aus einem harten Kunststoff und einer an dem Rahmen befestigten, ebenen Lüftungsklappe aus einem Elastomerwerkstoff, wobei eine elastische Rückstellkraft einem Öffnen der Lüftungsklappe aus einer Geschlossenstellung entgegenwirkt, in der die Lüftungsklappe an dem Rahmen anliegt und die Öffnung in dem Rahmen verschließt. Bei dem Kraftfahrzeug ist der Rahmen in einer Durchbrechung der Karosserie angeordnet, wobei in der Regel eine umlaufende Dichtlippe für einen dichten Anschluß des Rahmens an die Karosserie sorgt.
Die Aufgabe einer solchen Zwangsentlüftung besteht darin, einen Druckaufbau im Innenraum des Kraftfahrzeugs zu vermeiden. Ein solcher Druckaufbau kann hervorgerufen werden durch die Lüftung des fahrenden Kraftfahrzeugs, ein laufendes Gebläse bei stehendem Kraftfahrzeug, das Zuschlagen der Türen des Kraftfahrzeugs oder auch durch das Aufblasen des Airbags des Kraftfahrzeugs. Eine Zwangsentlüftung sorgt in allen diesen Fällen dafür, daß ein Druckausgleich zwischen dem Innenraum und der Umgebung des Kraftfahrzeugs erfolgt, so daß durch die Belüftung bzw. das laufende Gebläse überhaupt frische Luft in das Kraftfahrzeug eingebracht werden kann, ein Schließen der Tür nicht durch den Gegendruck im Kraftfahrzeug behindert wird und beim explosionsartigen Aufblasen des Airbags keine gesundheitsgefährdenden Druckspitzen auftreten.
Eine bekannte Zwangsentlüftung der eingangs beschriebenen Art weist drei Bauteile auf, die zunächst getrennt von einander hergestellt und anschließend zusammengebaut werden, bevor ihre gemeinsame Installation an dem Kraftfahrzeug erfolgt. Hierbei handelt es sich um den Rahmen aus dem harten Kunststoff, die Lüftungsklappe aus dem Elastomerwerkstoff und eine Dichtung aus einem Schaumstoff. Die Befestigung der Lüftungsklappe und der Dichtung an dem Rahmen ist aufwendig und fehlerbehaftet, weil genau definierte Bedingungen eingehalten werden müssen, damit die Lüftungsklappe mit einer geringen, aber definierten Rückstellkraft in ihre die Öffnung in dem Rahmen verschließende Geschlossenstellung beaufschlagt wird. Diese Rückstellkraft ist wichtig, damit keine Abgase oder unerwünschte Kaltluft über die Zwangεentlüftung in den Innenraum des Kraftfahrzeugs eindringen. Dies gilt insbesondere bei stehendem Kraftfahrzeug, wenn keine Belüftung des Innenraums durch die Fahrtbewegung erfolgt. Gleichzeitig darf die Rückstellkraft aber nicht zu groß sein, damit sie nicht den erwünschten Druckausgleich zwischen dem Innenraum und der Umgebung des Kraftfahrzeugs behindert.
Bei einer anderen bekannten Zwangsentlüftung der eingangs beschriebenen Art ist eine umlaufende Dichtlippe aus einem Elastomerwerkstoff auf der der Lüftungsklappe gegenüber liegenden Seite an dem Rahmen angespritzt. Hierdurch entfällt zwar der Montageaufwand für die Dichtung. Die schwierigere Montage der Lüftungsklappe muß jedoch weiterhin in einem separaten Schritt nach deren Herstellung vorgenommen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zwangsentlüftung der eingangs beschriebenen Art aufzuzeigen, die mit besonders geringem Aufwand einbaufertig für den Einbau in das Kraftfahrzeug herstellbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lüftungsklappe an dem Rahmen angespritzt ist. Daß die sich damit ergebende einfache und herstellungsgünstige Ausbildung der Zwangsentlüftung überhaupt möglich ist, überrascht den Fachmann, weil die Lüftungsklappe in ihrer Geschlossenstellung an dem Rahmen anliegt und deshalb in der Geschlossenstellung nicht an den Rahmen angespritzt werden kann. Das Anspritzen der Lüftungsklappe an den Rahmen in einer Offenstellung führt demgegenüber zu Schwierigkeiten bezüglich der gewünschten elastischen Rückstellkraft, die die Lüftungsklappe in ihre Geschlossenstellung beaufschlagen soll, weil normalerweise eine elastische Rückstellkraft überwunden werden müßte, um die in einer Offenstellung an den Rahmen angespritzte Lüftungsklappe in ihre Geschlossenstellung zu bringen. Diese elastische Rückstellkraft würde dabei genau mit der entgegengesetzten Richtung wirken, wie sie eigentlich gewünscht ist. Im folgenden wird jedoch ein Weg beschrieben werden, wie eine an den Rahmen angespritzte Lüftungsklappe erhalten werden kann, bei der die elastische Rückεtellkraft dem Öffnen der Lüftungsklappe aus einer Geschlossenstellung entgegenwirkt. Unter einer elastischen Rückstellkraft ist immer eine Federkraft zu verstehen, die von dem Elaεtomerwerkstoff ausgeht, aus dem auch die Lüftungsklappe ausgebildet ist. Diese Federkraft muß nicht mit fortschreitender Öffnung linear anwachsen, sie zeigt aber in der Regel einen Anstieg mit fortschreitender Öffnung der Lüftungsklappe.
Vorzugsweise weist die Lüftungsklappe eine parallel zu dem Kontaktbereich mit dem Rahmen verlaufende Nut auf, die sich über die gesamte Breite der Lüftungsklappe erstreckt. Diese Nut definiert ein Klappgelenk, um das abklappend sich die Lüftungsklappe öffnet. Durch das Klappgelenk wächst der bei auftretenden Druckunterschieden zwischen dem Innenraum und der Umgebung des Kraftfahrzeugs durch die Klappe freigegebene Teil der Öffnung in dem Rahmen deutlich schneller an als bei einer sich beispielsweise aufbiegenden Klappe aus einem Elastomerwerkstoff. Auf diese Weise wird bei der neuen Zwangsentlüftung ein schnellerer Druckausgleich erreicht.
Auf dieses Öffnungsverhalten abgestimmt, beträgt die Dicke der Lüftungsklappe 1,0 bis 2,5 mm, d. h. vorzugsweise 1,5 bis 2 mm. Diese Dicke ist ausreichend, damit sich die Lüftungsklappe beim Öffnen nicht nennenswert selbst verformt, sondern um die Klappachse aufklappt.
Die Restdicke der Lüftungsklappe am Grund der Nut beträgt vorzugsweise 0,3 bis 0,8 mm und ist damit vergleichsweise gering, so daß die Verformung des Elastomerwerkstoffs am Grund der Nut viel geringere Kräfte erfordert als in der Fläche der Lüftungsklappe. Auch hierdurch wird ein Aufklappen der Lüftungsklappe um die Klappachse gegenüber einer Verformung der Lüftungsklappe gefördert.
In der bevorzugten Ausführungsform ist die Lüftungsklappe in der Geschlossenstellung um 5 bis 20 ° aus der Vertikalen verkippt und liegt von dem Kontaktbereich an dem Rahmen herabhängend auf Streben auf, die als Bestandteile des Rahmens die Öffnung unterteilen. Durch die Verkippung der Lüftungsklappe aus der Vertikalen wird die Lüftungsklappe auch durch die um ihre Klappachse wirkende Gewichtskraft in die Geschlossenstellung beaufschlagt. Die Auflage der Lüftungsklappe auf den Streben stellt sicher, daß die Lüftungsklappe bei von außen wirkenden Luftstößen nicht in Richtung auf den Innenraum des Kraftfahrzeugs, d. h. entgegen ihrer vorgesehenen Öffnungsrichtung durch die Öffnung in dem Rahmen hindurchgedrückt wird. Im übrigen kann durch die Streben auch sicher gestellt werden, daß keine Tiere durch die Zwangsentlüftung in den Innenraum des Kraftfahrzeugs eindringen können, auch wenn sie die Lüftungsklappe anzuheben vermögen .
Insbesondere wenn die Lüftungsklappe in ihrer Geschlossenstellung gegenüber der Vertikalen abgekippt ist und entsprechend aufgekippte Auflageflächen benötigt, kann es aus herstellungs- technischen Gründen sinnvoll sein, daß der Rahmen im Bereich mindestens einer zur Verankerung des Rahmens an der Karosserie des Kraftfahrzeugs dienenden Rastnase eine Durchbrechung aufweist, die nicht von der Lüftungsklappe in deren Geschlossenstellung abgedeckt wird. Bei der neuen Zwangsentlüftung ist es dann vorgesehen, diese Durchbrechung permanent mit einer einstückig mit der Lüftungsklappe an den Rahmen angespritzten Haube aus dem Elastomerwerkstoff abzudichten. Die Abdichtung ist somit zuverlässig und nach einmaliger Einrichtung des Werkzeugs ohne zusätzlichen Aufwand möglich.
Wenn bei der neuen Zwangsentlüftung eine um die Öffnung umlaufende und axial zu der Öffnung ausgerichtete Dichtlippe auf der der Lüftungsklappe gegenüberliegenden Seite an den Rahmen angespritzt ist, ist es mit Vorteilen verbunden, wenn sich der Querschnitt der Dichtlippe vom Rahmen weg, aber nur auf der der Öffnung zugewandten Seite der Dichtlippe verjüngt. Der Querschnitt der von dem Rahmen abstehende Dichtlippe wird außen also durch eine senkrecht zum Rahmen verlaufende Linie begrenzt, während sich die innere Begrenzungslinie nach außen neigt. Dabei kann die innere Begrenzungslinie kurvenförmig, d. h. kreisbogen- abεchnittförmig mit gegenüber dem Rahmen nach oben zunehmender Neigung vorgesehen sein. Diese Ausbildung der Dichtlippe hat den Vorteil, daß die Dichtlippe beim Andrücken in ihrer Haupt- erstreckungsrichtung an eine senkrecht zur Andrückrichtung verlaufende Fläche definiert um ein geringes Maß nach außen aufbiegt und durch diese definierte Verformung sowohl eine zuverlässige Abdichtung bewirkt als auch den Rahmen mit einer definierten Kraft an Anschlag lächen andrückt, die rahmenseitig typischerweise an Rastnasen vorgesehen sind.
Ein Verfahren zur Herstellung der neuen Zwangsentlüftung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Lüftungsklappe in einer Offenstellung an den Rahmen angespritzt wird, wobei der Elastoraerwerkstoff von dem freien Ende der Lüftungsklappe bis in einen Kontaktbereich mit dem Rahmen gepreßt wird. Die Einspritzrichtung der Lüftungsklappe von deren freien Ende her ist bedeutend, um eine ebene Lüftungsklappe zu erhalten.
Dies gilt insbesondere, wenn der Elastomerwerkstof unter einer vor dem Kontaktbereich angeordneten und dem Rahmen abgewandten Barriere hindurchgepreßt wird. Diese Barriere entspricht der Nut in der fertigen Lüftungsklappe. Bei dem Hindurchpresεen des Elastomerwerkstoffs unter der Barriere werden Anisotropien in dem Elastomerwerkstoff hervorgerufen, die trotz des Anspritzens der Lüftungsklappe in einer Offenstellύng zu der gewünschten, die Lüftungsklappe in ihre Geschlosεenstellung beaufschlagenden elastischen Rückstellkraft kommt. Diese Rückstellkraft wird mit dem Abkühlen des die Lüftungsklappe ausbildenden Elastomerwerkstoffs aufgebaut.
Zur Erzielung der hier gezielt ausgenutzten Anisotropien im nötigen Umfang ist der Querschnitt der Barriere vorzugsweise kantig begrenzt und insbesondere rechteckig oder trapezförmig ausgebildet. Auch bei einer rechteckigen Barriere ist der Querschnitt der auf die Barriere zurückzuführenden Nut in der Lüf ungsklappe trapezförmig, wenn die Nut in der Geschlossenstellung der Lüftungsklappe betrachtet wird, da auch eine rechteckige Barriere nur für die Offenstellung, in der die Lüftungsklappe an den Rahmen angespritzt wird, eine Nut mit rechteckigem Querschnitt ergibt.
In der bevorzugten Ausführungsform des neuen Verfahrenε zur Herstellung der Zwangsentlüftung wird der Rahmen in dem ersten Kaliber eines Spritzwerkzeugε mit zwei Kalibern gespritzt. Anschließend wird der Rahmen in das zweite Kaliber umgesetzt und dann die Lüftungsklappe in dem zweiten Kaliber an den Rahmen angespritzt. Beim Anspritzen der Lüftungsklappe ist in dem geschlossenen Werkzeug eine keilförmige Trennplatte zwischen dem Rahmen und dem Freiraum für die Lüftungsklappe vorgesehen. Unterhalb dieser Trennplatte ist der Rahmen angeordnet, soweit er später von der Lüftungsklappe abgedeckt wird. Oberhalb der Trennplatte entsteht die Lüftungsklappe durch Einpressen von Elastomerwerkstoff in den Freiraum. Typischerweise weist die keilförmige Trennplatte einen Öffnungswinkel von 20 ° auf. Dies entspricht dem Winkel, um den die Lüf ungsklappe durch die gezielt aufgebauten Anisotropiekräfte in dem Elaεtomerwerkstoff nach dem Entnehmen aus dem Werkzeug in ihre Geschlossenstellung beaufschlagt wird.
Eine auf der der Lüftungsklappe gegenüber liegenden Seite des Rahmens vorgesehene Dichtlippe wird bei dem neuen Verfahren gleichzeitig mit der Lüftungsklappe an den Rahmen angespritzt, d. h. vorzugsweise in dem zweiten Kaliber des bereits angesprochenen Werkzeugs.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben, dabei zeigt
Figur 1 die Zwangsentlüftung in einer Ansicht von vorne, d. h. von außerhalb des Kraftfahrzeugs,
Figur 2 eine Seitenansicht der Zwangsentlüftung,
Figur 3 einen senkrechten Schnitt durch die in eine Fahrzeugwand eingesetzte Lüftungsklappe gemäß den Figuren 1 und 2 ,
Figur 4 einen Schnitt durch eine Nut in einer Lüftungsklappe der Zwangsentlüftung gemäß den Figuren 1 bis 3 ,
Figur 5 eine Figur 1 entsprechende Ansicht der hier separat dargestellten Lüftungsklappe, Figur 6 einen Schnitt durch ein Detail der Zwangsentlüftung gemäß den Figuren 1 bis 5 und
Figur 7 ein Werkzeug zum Anspritzen der Lüftungsklappe an den Rahmen der Zwangsentlüftung gemäß den Figuren 1 bis 6.
Die in Figur 1 dargestellte Zwangsentlüftung 1 weist einen Rahmen 2 auf, der eine Öffnung 3 begrenzt. Die Öffnung 3 ist durch zwei senkrechte Streben 4 und eine waagerechte Strebe 5 unterteilt. Die Streben 4 und 5 sind einstückig mit dem Rahmen 2 aus einem harten Kunststoff gespritzt. Dieser harte Kunststoff bildet auch einen bogenförmigen und vordachartigen Vorsprung 6 aus. Unterhalb des Vorsprungs 6 und die Öffnung 3 in ihrer dargestellten Geschlossenstellung verschließend ist eine Lüftungsklappe 7 vorgesehen. Die Lüftungsklappe 7 besteht aus einem Elastomerwerkstoff und ist an den Rahmen 2 angespritzt, wobei ein Kontaktbereich 8 ausgebildet ist. Von dem Kontaktbereich 8 hängt die Lüftungsklappe 7 herab und liegt dabei auf den Streben 4 und 5 und über Anlageflächen 9 an dem Rahmen 2 an. Unterhalb des Kontaktbereichs 8 ist in der Lüftungsklappe 7 eine Nut 10 vorgesehen, die die Lüftungsklappe 7 schwächt und damit eine Klappachse zum Aufklappen der Lüftungsklappe aus ihrer dargestellten Geschlossenstellung in verschiedene Offenstellungen definiert. Innerhalb des Kontaktbereichε 8 bildet der an den Rahmen 2 angespritzte Elastomerwerkstoff zwei Hauben 11 aus, die in Zusammenhang mit Figur 6 näher beschrieben werden.
In Figur 2 ist die Zwangsentlüftung 1 gemäß Figur 1 in der Seitenansicht dargestellt. Hierbei ist zusätzlich zu den bereits aus Figur 1 entnehmbaren Details die Anordnung einer umlaufenden Dichtlippe 12 an der der Lüftungsklappe 7 abgewandten Rückseite des Rahmens 2 zu erkennen. Weiterhin sind Rastnasen 13 ersichtlich, die zur Verankerung der Zwangsentlüftung 1 in einer Durchbrechung einer in Figur 2 nicht dargestellten Karosseriewand dienen. Bei dieser Verankerung spielt die dargestellte Quer- schnittsform der Dichtlippe 12 eine besondere Bedeutung. Der Querschnitt der Dichtlippe 12 nimmt mit zunehmendem Abstand zum Rahmen 2 ab, aber nur auf der Innenseite, während die Außenseite geradlinig und senkrecht zum Rahmen 2 begrenzt ist. Dies führt zu einer gezielten Verformung der Dichtlippe 12, wie sie aus Figur 3 hervorgeht, die einen senkrechten Schnitt durch die in eine Karosseriewand 14 eingebauten Zwangsentlüftung 1 zeigt. Dabei verformt sich die Dichtlippe 2 durch Umbiegen nach außen. Diese Umbiegungsrichtung bewirkt eine vollständige Dichtheit zwischen dem Rahmen 2 und der Karosseriewand 14 bei einer Druckbeaufschlagung in der Richtung, in der auch die Lüftungsklappe 7 durch eine Druckdifferenz in ihrer dargestellten Geschlossenstellung gehalten wird. Bei einer Druckbeaufschlagung in umgekehrter Richtung ist die Dichtheit zwischen dem Rahmen 2 und der Karosseriewand 14 belanglos, da sich dann die Lüftungsklappe 7 sofort um die von der Nut 10 definierte Klappachse aufklappend in eine Offenstellung bewegt. Zurück in die dargestellte Geschlossenstellung wird die Lüftungsklappe 7 sowohl von einer elastischen Rückstellkraft des die Lüftungsklappe 7 ausbildenden Elastomerwerkstoffs als auch durch ihre um die Klappachse wirkende Gewichtskraft beaufschlagt. Zur Ausnutzung der Gewichtskraft ist die Lüftungsklappe 7 in ihrer Geschlossenstellung um einen Kippwinkel 15 von 14 * aus der Vertikalen verkippt, wobei sie auf den Streben 4 und 5 und über die Anlageflächen 9 an dem Rahmen 2 aufliegt.
Figur 4 zeigt die Nut 10 in der Lüftungsklappe 4 in einem vergrößerten Schnitt. Tatsächlich ist die Lüftungsklappe 7 knapp 2 mm dick und die Nut gut 1 , 5 mm tief, so daß am Grund der Nut eine Restdicke der Lüftungsklappe 7 von etwa 0,5 mm verbleibt. Die Nut 10 weist einen trapezförmigen Querschnitt auf, wenn sich die Lüftungsklappe 7 in ihrer Geschlossenstellung befindet. Beim Öffnen der Lüftungsklappe 7 verformt sich die Nut 10 zunächst zu einem Rechteck und anschließend noch einmal etwa zu einem Trapez, bei dem sich die Basis im Gegensatz zu Figur 4 jedoch unten befindet.
Figur 5 zeigt eine Draufsicht auf die Lüftungsklappe 7, die bereits Bestandteil von Figur 1 ist. In Figur 5 sind zusätzlich Schlieren 16 eingezeichnet, die wellenartig von einem Anspritzpunkt 17 ausgehen und ebenso wie der Anspritzpunkt an dem Elastomerwerkstoff der Lüftungsklappe 7 tatsächlich sichtbar sind. Die Schlieren 16 lassen erkennen, daß die Lüftungsklappe 7 von dem am freien Ende der Lüftungsklappe 7 angeordneten Anspritzpunkt 17 ausgehend gespritzt ist. Dabei wurde der Elastomerwerkstoff durch den Bereich der Nut 10 bis in den Kontaktbereich 8 gepreßt. Das Spritzen der Lüftungsklappe 7 von ihrem freien Ende her ist Voraussetzung dafür, daß die fertige Lüftungsklappe 7 eine möglichst ebene Gestalt hat.
Figur 6 erläutert die Funktion der bereits erwähnten Hauben 11 aus dem Elastomerwerkstoff. Die Hauben 11 decken Durchbrechungen 18 in dem Rahmen 2 in dem Bereich der oberen Rastnasen 13 ab. Die Durchbrechungen 18 sind erforderlich, damit die Rastnasen 13 frei einfedern können. Beim Anspritzen des Elaεtomerwerkstoffε für die Hauben 11 füllt ein Vorsprung des Spritzwerkzeugs die Durchbrechungen 18 und den darüber befindlichen Freiraum 19 aus, um die Anlageflächen für den Elastomerwerkstoff zur Ausbildung der Haube 11 bereitzustellen.
Figur 7 zeigt das zweite Kaliber eines Spritzwerkzeugs 20. In dem ersten hier nicht dargestellten Kaliber wird der Rahmen 2 aus dem harten Kunststoff gespritzt. In dem zweiten Kaliber des Spritzwerkzeugε 20 gemäß Figur 7 wird die Lüftungsklappe 7 zusammen mit den hier nicht sichtbaren Hauben 11 und die Dichtungslippe 12 an den Rahmen 2 angespritzt. Dabei besteht das Spritzwerkzeug 20 aus einer zweiteilig gehaltenen Unterform 21, 22, um die Entnahme der fertigen Zwangsentlüftung aus dem Spritzwerkzeug 20 zu erleichtern, indem die Teile 21 und 22 relativ zueinander verfahren werden. In einer Oberform 23 sind zwei Spritzkanäle 24 und 25 vorgesehen. Der Spritzkanal 24 führt zu dem Anspritzpunkt 17 gemäß Figur 5, der Spritzkanal 25 zu einem Anspritzpunkt 26 für die Dichtlippe 12. Zwischen der Unterform und der Oberform ist eine keilförmige Trennplatte 27 vorgesehen, die einen Öffnungswinkel 28 von etwa 20 " aufweist. Die Trennplatte 27 trennt den Rahmen 2 außerhalb des Kontakt- bereichs 8 von der Lüftungsklappe 7, um eine unerwünschte Verbindung der Lüftungsklappe 7 mit dem Rahmen 2 zu verhindern. Zwar befindet sich die Lüftungsklappe 7 beim Anspritzen an den Rahmen 2 so in einer Offenstellung, doch wird durch die Wahl des Anspritzpunkts 17 und eine Barriere 29 an der Oberform 23 gezielt eine Anisotropie in dem für die Lüftungsklappe 7 angespritzten Elastomerwerkstoff hervorgerufen, so daß beim Auskühlen des Elastomerwerkstoffs eine Rückstellkraft entsteht, die die Lüftungsklappe 7 auch ohne Berücksichtigung ihrer Gewichtskraft in ihre Geschloεsenεtellung überführt. Die Barriere 29 iεt kantig begrenzt und weist einen rechteckigen oder trapezförmigen Querschnitt auf, wobei die Basis des Trapezes der Lüftungsklappe 7 abgewandt ist. Aus der Barriere 29 resultiert die Nut 10 in der Lüftungsklappe 7. Beim Hindurchtreten des Elastomerwerkstoffs unter der Barriere 29 wird dessen Strömung durch die Kanten der Barriere 29 so beeinflußt, daß die beschriebene Rückstellkraft nach dem Abkühlen des Elastomerwerkstoffs auftritt. Die Dichtlippe 12 wird durch den Rahmen 2 hindurch gespritzt, damit beide Spritzkanäle 24 und 25 in der Oberform vorgesehen sein können.
Geeignete Materialien für den harten Kunststoff des Rahmens ist Polyethylen oder Polypropylen. Bei dem Elastomerwerkstoff für die Lüftungsklappe 7 handelt es sich um einen thermoplastischen Elastomerwerkstoff, d. h. um ein sogenannten TPE (thermoplastisches Elastomer). Konkret kann es sich um ein EPDM-Elastomer oder einen Kautεchuk handeln.
B E Z U G S Z E I C H E N L I S T E
1 — Zwangsentlüftung
2 - Rahmen
3 - Öffnung
4 - Strebe
5 - Strebe
6 - Vorsprung
7 - Lüftungsklappe
8 - Kontaktbereich
9 - Anlagefläche
10 - Nut
11 - Haube
12 - Dichtlippe
13 - Rastnase
14 - Karosseriewand
15 - Kippwinkel
16 - Schliere
17 - Anspritzpunkt
18 - Durchbrechung
19 - Freiraum
20 - Spritzwerkzeug
21 - Teil der Unterform
22 - Teil der Unterform
23 - Oberform
24 - Anspritzkanal
25 - Anspritzkanal
26 - Anspritzpunkt
27 - Trennplatte
28 - Öffnungεwinkel
29 - Barriere

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E :
1. Zwangsentlüftung für den Druckausgleich zwiεchen dem Innenraum und der Umgebung eineε Kraftfahrzeugs, mit einem eine Öffnung begrenzenden Rahmen aus einem harten Kunststoff und einer an dem Rahmen befestigten, ebenen Lüftungsklappe aus einem Elastomerwerkstoff, wobei eine elastische Rückεtellkraft einem Öffnen der Lüftungεklappe aus einer Geschloεsenstellung entgegenwirkt, in der die Lüftungsklappe an dem Rahmen anliegt und die Öffnung in dem Rahmen verschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüftungsklappe (7) an den Rahmen (2) angespritzt ist.
2. Zwangsentlüftung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüftungsklappe (7) eine parallel zu dem Kontaktbereich (8) mit dem Rahmen (2) verlaufende Nut (10) aufweist, die sich über die gesamte Breite der Lüftungsklappe (7) erstreckt.
3. Zwangsentlüftung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Lüftungsklappe (7) 1,0 bis 2,5 mm beträgt .
4. Zwangsentlüftung nach Anspruch 3 rückbezogen auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Restdicke der Lüftungsklappe am Grund der Nut (10) 0,3 biε 0 , 8 mm beträgt.
5. Zwangsentlüftung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüftungsklappe (7) in der Geschlossenstellung um einen Kippwinkel (15) von 5 bis 20 ° aus der Vertikalen verkippt ist und von dem Kontaktbereich (8) an dem Rahmen (2) herabhängend auf Streben (4 und 5) aufliegt, die als Bestandteile des Rahmens (2) die Öffnung (3) unterteilen.
6. Zwangsentlüftung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (2) im Bereich mindestens einer zur Verankerung des Rahmens (2) an der Karosserie des Kraftfahrzeugs dienenden Rastnase (13) eine Durchbrechung (18) aufweist, die nicht von der Lüftungsklappe (7) in deren Geschlossenstellung abgedeckt wird, die aber permanent mit einer einstückig mit der Lüftungsklappe (7) an den Rahmen (2) ange- spritzen Haube (11) aus dem Elastomerwerkstoff abgedichtet ist.
7. Zwangsentlüftung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet, daß eine um die Öffnung (3) umlaufende und axial zu der Öffnung (3) ausgerichtete Dichtlippe (12) auf der der Lüftungsklappe (7) gegenüberliegenden Seite an den Rahmen (2) angespritzt ist und daß sich der Querschnitt der Dichtlippe (12) vom Rahmen (2) weg, aber nur auf der der Öffnung (3) zugewandten Seite der Dichtlippe (12) verjüngt.
8. Verfahren zur Herstellung einer Zwangsentlüftung mit einem Rahmen aus hartem Kunststoff und einer Lüftungsklappe aus Elastomerwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet, daß die Lüftungsklappe (7) in einer Offenstellung an den Rahmen (2) angespritzt wird, wobei der Elastomerwerkstoff von dem freien Ende der Lüftungsklappe (7) bis in einen Kontaktbereich (8) mit dem Rahmen (2) gepreßt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Elaεto erwerkεtoff unter einer vor dem Kontaktbereich (8) angeordneten und dem Rahmen (2) abgewandten Barriere (29) hindurchgepreßt wird.
10. Zwangsentlüftung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Barriere (29) rechteckig oder trapezförmig ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen in dem ersten Kaliber eines Spritzwerkzeugs (20) mit zwei Kalibern gespritzt wird, daß der Rahmen dann in daε zweite Kaliber umgeεetzt wird und daß dann die Lüftungsklappe (7) in dem zweiten Kaliber an den Rahmen (2) angespritzt wir, wobei in dem geschlossenen Spritzwerkzeug (20) eine keilförmige Trennplatte (27) zwischen dem Rahmen (2) und dem Freiraum für die Lüftungsklappe (7) vorgesehen ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtlippe (12) auf der der Lüftungsklappe (7) gegenüberliegenden Seite des Rahmens (2) gleichzeitig mit der Lüftungsklappe (7) an den Rahmen (2) angespritzt wird.
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